Ba nhà khoa học Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann và Giorgio Parisi giành được giải Nobel Vật lý năm 2021. Giải thưởng được trao “cho những đóng góp đột phá vào sự hiểu biết của chúng ta về các hệ thống vật lý phức tạp”.
Những nhà khoa học đoạt giải Nobel: (Từ trái sang phải) Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann và Giorgio Parisi.
Sự rối loạn có thể dẫn đến điều gì đó dự đoán được
Parisi nhận được một nửa giải thưởng Nobel 2021 “vì đã khám phá ra tác động qua lại của sự rối loạn và dao động trong những hệ thống vật lý có quy mô từ nguyên tử đến hành tinh”.
Manabe và Hasselmann nhận được một nửa giải thưởng “cho nghiên cứu thành lập mô hình vật lý về khí hậu trái đất, định lượng sự biến đổi và dự đoán một cách đáng tin cậy sự nóng lên toàn cầu”.
Công trình nghiên cứu của TS Parisi rất khác so với công trình nghiên cứu của TS Manabe và TS Hasselmann. Chủ đề chung của giải thưởng năm nay là nghiên cứu về sự rối loạn và dao động trong những hệ thống phức tạp. Khi công bố giải thưởng, Tổng thư ký Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, Göran Hansson, giải thích: “sự rối loạn, biến động, sự hỗn loạn và biến động cùng nhau, nếu chúng ta hiểu đúng, có thể dẫn đến điều gì đó có thể dự đoán được”.
Đầu những năm 1970, TS Parisi bắt đầu nghiên cứu lý thuyết về sự chuyển pha trong chất rắn. Ông đặc biệt bị cuốn hút trong các nghiên cứu áp dụng những kỹ thuật lý thuyết trường từ vật lý năng lượng cao đến vật lý vật chất ngưng tụ. Chính trong lĩnh vực này ông đã có đóng góp khoa học quan trọng nhất của mình – giúp hình thành lý thuyết vật lý thủy tinh spin, một trạng thái từ tính được đặc trưng bởi tính ngẫu nhiên. Đây là những nam châm với các tương tác do sự rối loạn gây ra, mang lại một tập hợp những mô hình phong phú.
TS Giorgio Parisi phát hiện ra những mô hình ẩn trong các vật liệu phức tạp bị xáo trộn.
TS Parisi đã nghiên cứu hàng loạt các hệ thống phức tạp. Năm 2007, ông là đồng tác giả của một bài viết trên tạp chí Nature Physics , xác định một hành vi phổ biến trong động lực học của cách mọi người đăng ký tham gia hội nghị và chỉ ra phương pháp dự đoán số lượng người tham dự cuối cùng từ những đăng ký đầu tiên.
Trả lời câu hỏi của các nhà báo sau khi giải thưởng được công bố, nói, ông hiện đang nghiên cứu động lực của sự lây truyền Covid-19.
Nhà tiên phong nghiên cứu biến đổi khí hậu
TS Manabe là nhà tiên phong trong phát triển những mô hình vật lý khí hậu trái đất. Vào những năm 1960, ông là người đầu tiên nghiên cứu sự cân bằng của năng lượng mà Trái đất hấp thụ và phát ra tương tác với sự vận chuyển theo phương thẳng đứng của các khối khí. Nghiên cứu này đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các mô hình khí hậu. Ngoài ra, vào những năm 1960, Manabe đã có thể chỉ ra mức độ gia tăng của carbon dioxide trong khí quyển, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái đất.
Khoảng 10 năm sau, TS Hasselmann tạo ra một mô hình kết nối khí hậu và thời tiết, chứng minh rằng khí hậu có thể được mô hình hóa dù thực tế là thời tiết luôn thay đổi và hỗn loạn. Ví dụ, ông chứng minh được sự thay đổi của thời tiết trong khoảng thời gian của ngày có thể ảnh hưởng đến đại dương theo khoảng thời gian của năm.
TS Hasselmann cũng phát triển những kỹ thuật xác định tín hiệu, hoặc dấu hiệu mà các hiện tượng tự nhiên và hoạt động của con người tạo ra trong dữ liệu khí hậu. Những kỹ thuật này được sử dụng để chứng minh rằng nhiệt độ ngày càng tăng của khí quyển là kết quả của việc nhân loại xả thải ra khí cacbonic.
Tim Palmer, nhà vật lý khí hậu tại Đại học Oxford, người lập mô hình động lực học của thời tiết và khí hậu cho rằng giải thưởng năm nay “rất xứng đáng”. Ông nói: “Parisi đã thực hiện công việc cơ bản trong lĩnh vực này và Hasselmann tiên phong trong việc sử dụng các mô hình ngẫu nhiên để nghiên cứu khí hậu.”
Sự nghiệp của các nhà khoa học đoạt giải Nobel
Sinh ra tại Rome vào năm 1948, Giorgio Parisi nhận bằng Tiến sĩ vật lý năng lượng cao tại Đại học La Sapienza năm 1970, trong thời gian đó ông nghiên cứu cơ chế Higgs dưới sự lãnh đạo của nhà vật lý Nicola Cabibbo. Sau đó, Parisi làm việc tại Laboratori Nazionali di Frascati, ngoại ô Rome, về lý thuyết va chạm positron và electron, được thực hiện tại máy gia tốc Adone của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia, cũng ở Frascati. Từ năm 1981, Parisi làm việc tại Đại học Rome Tor Vergata, và năm 1992 trở về làm việc ở La Sapienza.
Parisi được trao tặng Huy chương Dirac năm 1999 từ Trung tâm Vật lý Lý thuyết Quốc tế Abdus Salam (ICTP) huy chương Max Planck vào năm 2012 từ Hiệp hội Vật lý Đức. Năm 2021, ông được trao Giải thưởng Wolf cho “những khám phá mang tính đột phá trong các hệ thống rối loạn, vật lý hạt và vật lý thống kê”.
Syukuro Manabe sinh năm 1931 tại Shingu, Nhật Bản. Ông nhận bằng Tiến sĩ tại Đại học Tokyo vào năm 1958 trước khi đến Mỹ để làm việc tại Cục Thời tiết cho đến năm 1997. Sau đó, ông quay trở lại Nhật Bản làm việc tại Hệ thống Nghiên cứu Ranh giới sự Thay đổi Toàn cầu, giữ chức vụ giám đốc Bộ phận nghiên cứu Sự ấm lên Toàn cầu. Năm 2002, ông trở lại Mỹ để đến Đại học Princeton với tư cách là nhà khí tượng học cao cấp.
Năm 1992 Manabe là người đầu tiên nhận được Giải thưởng Hành tinh Xanh của Quỹ Thủy tinh Asahi và vào năm 2015, ông giành được Huy chương Benjamin Franklin của Viện Franklin. Năm 2018, ông nhận Giải thưởng Crafoord về Khoa học Địa chất cùng với Susan Solomon “vì những đóng góp cơ bản trong việc tìm hiểu vai trò của các khí vi lượng trong khí quyển trong hệ thống khí hậu của Trái đất”.
Klaus Hasselmann sinh năm 1931 tại Hamburg, Đức. Ông nhận bằng Tiến sĩ vật lý tại Đại học Göttingen năm 1957 trước khi chuyển đến Viện Kiến trúc Hải quân tại Đại học Hamburg, nơi ông ở lại cho đến năm 1961. Sau đó ông chuyển đến Mỹ làm việc tại Viện Hải dương học Scripps, năm 1964 ông chuyển về Đại học Hamburg. Năm 1975, ông trở thành giám đốc của Viện Khí tượng Max-Planck ở Hamburg cho đến khi nghỉ hưu năm 1999.
THÁI BẰNG (Theo Đời sống – Tri thức cuộc sống)
